Биткоин: энтропийный двигатель

Вступление

Названия могут быть как освобождающими, так и ограничивающими. Когда мы даем чему-то название, мы обозначаем его ярлыком, который помогает нам обсудить нашу общую среду и опыт. В то же время ярлык может дать предвзятое представление. Ярлыки могут затруднить наше коллективное понимание того, что что-то собой представляет.

В 2008 году изобретатель под псевдонимом Сатоши Накамото опубликовал официальный документ под названием «Биткоин: одноранговая электронная денежная система». В документе описывается новая распределенная сетевая система под названием Биткоин, которая действует как неизменяемый цифровой реестр. Есть много способов описать, в чем на самом деле заключалась фундаментальная инновация. В контексте этой статьи, возможно, лучше всего описать инновацию как создание компьютерной системы, управляющей базой данных, которую можно добавлять или изменять только в зависимости от количества подаваемой к ней физической энергии (в форме электричества). В отличие от стандартных компьютерных систем, где лингвистическая логика, закодированная программистом, диктует состояние нулей и единиц, эта машина меняется, когда ей подается энергия с Земли.

Интеграция физической энергии в работу компьютерной сети стала поворотным моментом для возможности создания цифровых денег. Ник Сабо в своей работе «Shelling Out: The Origins of Money» (Раскошеливаемся: Происхождение денег) предлагает антропологическую интерпретацию того, как развивалось использование денег. В торговле две потенциально недоверчивые стороны должны найти способ доверять друг другу. Для этого мы можем положиться на свидетельства, подчиняющиеся законам природы, которым мы все можем доверять. Товар может быть полезным средством обмена, когда его мало и его трудно воспроизвести, до такой степени, что люди понимают, сколько энергии и усилий потребуется, чтобы подделать его. Дефицит – это то, как человек разумный обнаруживает энергию, необходимую для получения данного объекта, придавая ему доверие и достоверность как единице записи. Чем больше энергии, тем более желанной и ценной она является в наших усилиях сотрудничать и доверять друг другу. С этой точки зрения Биткоин идеально подходит под это описание: для его производства требуется энергия, и поэтому он представляет собой неизменяемую запись, которую можно использовать в качестве мощных денег.

Однако по мере развития этой распределенной системы стало очевидно, что сеть Биткоина делает больше, чем просто производит цифровой, но дефицитный актив под названием биткоин, который можно использовать в качестве денег. По этой причине может быть полезно на мгновение дать Биткоину другое название, чтобы заново проанализировать более широкие функции этой машины. А пока давайте назовем его энтропийным двигателем.

Энтропия

Энтропия – сложное слово, которое можно выразить по-разному. Для начала рассмотрим уравнение:

S = kB x lnΩ

S, что означает энтропию, равна константе Больцмана (k), умноженной на натуральный логарифм числа частиц (Ω), содержащихся в системе. Энтропию можно описать как количество доступных состояний, которые может иметь система. Если есть большой контейнер с большим количеством молекул, у него будет гораздо больше возможных конфигураций, чем у меньшего контейнера с меньшим количеством молекул. Чем больше частиц находится в контейнере, тем больше вариантов расположения молекул. Согласно второму началу термодинамики, полная энтропия в изолированной системе не может уменьшаться, а может только увеличиваться. Следовательно, поскольку энтропия всегда увеличивается, все молекулы в конечном итоге находят наиболее вероятное расположение, то есть все они распределяются одинаково. Это известно как термодинамическое равновесие, и Вселенная стремится к этому. Постоянное увеличение энтропии – это закон природы.

Из-за связи энтропии с возможными состояниями она также связана со случайностью. Кроме того, она связана с потерями тепла. Второй закон термодинамики указывает на то, что при преобразовании одного вида энергии в другой вид неизбежно происходит некоторая потеря тепла. Преобразование никогда не бывает эффективным на 100%. Если вы очень быстро потрете руки, и вы заметите, что трение создает тепло. Таким образом вы способствуете увеличению энтропии Вселенной.

Эта новая компьютерная система представляет собой энтропийный двигатель, поскольку она производит как случайность, так и тепло. Чтобы добавить новые транзакции в блокчейн, компьютер, на котором работает программное обеспечение, должен сделать множество предположений, пока не найдет хеш-значение с определенным количеством ведущих нулей. Чем быстрее машина сможет выдать больше случайных предположений, тем больше вероятность того, что она будет вознаграждена биткоинами. Чем больше случайности может создать машина, тем лучше она работает и тем больше тепла производит.

Пользователи машины также получат больше пользы от энтропийной машины, если смогут использовать больше энтропии. Математика энтропии лежит в основе науки криптографии. Другой способ интерпретации приведенного выше уравнения с точки зрения информационной энтропии заключается в том, что чем больше частиц в контейнере, тем больше информации необходимо для понимания состояния системы. Другими словами, чем больше возможных состояний и сложности имеет система, тем больше информации потребуется, чтобы понять ее. Следовательно, большая энтропия означает большую неопределенность или неожиданность, которую может иметь событие. Энтропийный механизм основан на криптографии с открытым и закрытым ключом. У пользователя системы будет открытый ключ, по которому он получит биткоин. В то же время только он может отправить свой биткоин, поскольку у него есть закрытый ключ, который нельзя получить из открытого ключа. Безопасное владение биткоином зависит от того, будет ли человек хранить свой закрытый ключ в секрете. Криптографические схемы основаны на предположении о весьма случайных закрытых ключах. Другими словами, чем больше случайности используется для формирования закрытого ключа, тем надежнее можно защитить свою собственность в сети. И мейнтейнеры, и пользователи сети используют энтропию в своих интересах.

Жизнь стремится к энтропии

Эта система не только является двигателем энтропии с технической точки зрения, но ее также можно рассматривать как двигатель энтропии с социальной точки зрения. Поток человеческой цивилизации можно согласовать с наблюдением, что биологическая жизнь способствует увеличению энтропии. Представьте себе слив в ванне: как только вы выдернете пробку, вода из ванны начнет стекать в канализацию. Это можно охарактеризовать как тенденцию Вселенной к более высокой энтропии. На стоке образуется упорядоченный и устойчивый вихрь, который целесообразно облегчит этот переход. Порядок, жизнь и вся сложность на Земле формируются для того, чтобы ускорить дальнейшее увеличение энтропии по мере того, как Солнце передает энергию Земле. Растения растут, чтобы поглощать солнечный свет и хранить энергию внутри себя, а животные поедают эти растения для дальнейшей обработки энергии и т. д. Теперь рассмотрим характерный признак живого человека: его тело теплое. Наше тело обрабатывает энергию и постоянно рассеивает ее в виде тепла. Формы жизни в погоне за энтропией.

Наше общество начнет двигаться вперед, когда мы научимся находить более эффективные способы использования и рассеивания энергии на Земле. Классическим открытием, которым мы гордимся, стала наша способность превращать энергию, хранящуюся в древесине, в огонь, производя тепло. Затем мы научились высвобождать накопленную энергию в угле, а затем в нефти; в конце концов мы стали использовать энергию ветра и солнечного света и, наконец, перешли на высвобождение энергии самих атомов. Мы поглощаем энергию (в виде древесины, угля, нефти, солнечного света, ветра и т. д.) только для того, чтобы рассеять ее ради собственной выгоды. Тем временем наше общество процветает и совершает технологические прорывы по мере того, как мы учимся использовать более совершенные формы энергии. Когда мы используем энергию, происходят потери тепла и энтропия увеличивается. Мы действуем как вихрь: порядок, который ускоряет процесс.

Фундаментальная цель человечества – найти и высвободить очаги накопленной энергии. Интересно, что энтропийный двигатель дает дополнительный толчок, еще больше подталкивая человечество в этом направлении. Представьте себе незастроенную деревню без электрической инфраструктуры, но расположенную рядом с рекой, где можно построить плотину. Амбициозный предприниматель может быть заинтересован в строительстве плотины, но капитальные затраты будут высоки. Кроме того, это не значит, что соседняя деревня сразу же купит все современные электрические услуги, как только плотина будет построена. В лучшем случае, каждая семья с радостью купит лампочку, чтобы их ребенок мог заниматься уроками после захода солнца. Хотя это и меняет жизнь общества, доходов от одной лампочки в ночь на дом недостаточно, чтобы оправдать капитальные затраты на строительство плотины. До изобретения энтропийного двигателя многие регионы мира были без электричества по схожим причинам. Допустим, оператор энтропийной машины готов покупать всю неиспользованную электроэнергию у плотины, потому что дешевая электроэнергия приносит прибыль. Новый заказчик обеспечивает постоянную и полную закупку избыточного запаса электроэнергии. Таким образом строительство плотины становится экономически выгодным. До изобретения Сатоши на Земле существовали источники энергии, на освоение которых у людей еще не было финансовых средств. Внезапно очаги энергии становятся жизнеспособными благодаря изобретению энтропийного двигателя, и наше использование их увеличивается.

Бизнес-модель оператора энтропийного двигателя не только делает ранее недоступную энергетическую инфраструктуру доступной, но также помогает стимулировать развитие возобновляемых источников энергии вместо использования менее желательных видов ископаемого топлива. Энергетические сети требуют гибкости из-за спроса на электроэнергию. Предложение электронов, отправляемых в город, должно равняться спросу на электроэнергию в данный момент. Конечно, потребность города в электроэнергии будет колебаться в течение дня и года. Электрическая сеть должна иметь возможность увеличивать и уменьшать выработку энергии в ответ. В настоящее время не хватает батарей для хранения энергии, когда она не требуется. Это бросает вызов развитию инфраструктуры возобновляемых источников энергии, особенно ветровой и солнечной, поскольку природа решает, когда производить энергию, независимо от потребностей города в электроэнергии. Если энергия не используется, она тратится впустую. Если производится недостаточно, город останется без электроэнергии. Одна из причин, по которой ископаемое топливо так полезно для стабилизации энергосистемы, заключается в том, что производство можно легко и немедленно изменить в зависимости от спроса на электроэнергию. Конечно, эту проблему можно было бы смягчить, если бы было развито достаточно возобновляемых источников энергии, которые могли бы постоянно производить больше энергии, чем пиковая потребность. Однако в этом случае поставщики энергии большую часть времени останутся без потребителя из-за избытка электроэнергии, что сделает их финансово нежизнеспособными. Операторы энтропийных двигателей могут затем стимулировать развитие возобновляемых источников энергии, гибко реагируя на нагрузку и одновременно повышая прибыльность в обмен на дешевые затраты на электроэнергию в периоды избыточного предложения. Вся электроэнергия, которая не отправляется в город, покупается операторами энтропийных двигателей, что делает капиталовложения в возобновляемую инфраструктуру более экономически выгодными. То же самое касается и атомной энергетики, поскольку этим системам также сложно самостоятельно реагировать на спрос. Таким образом, исследования показали, что операторы энтропийных двигателей обеспечивают дополнительные источники дохода для стимулирования производства возобновляемой энергии и более экологичной сети.

Энтропия: причина войны, а теперь и мира

Отношения человеческой цивилизации с энтропией и энтропийным двигателем не ограничиваются только тем, как мы вынуждены осваивать, высвобождать и использовать энергию с социальной точки зрения. На это можно посмотреть и с социально-политической точки зрения. В диссертации Джейсона П. Лоури, майора Космических сил США, под названием «Программная война: новая теория проецирования силы и национальное стратегическое значение Биткоина» описание того, как энергия организуется вокруг законов энтропии, используется для объяснения закономерностей поведение человека в условиях войны. Теория проекции силы описывает, как сформировалась жизнь, согласно второму закону термодинамики, путем использования энергии (называемой силой) для изоляции другой энергии (называемой ресурсами) из окружающей среды для использования в личных целях. Это еще один способ описания того, как был сформирован порядок, способствующий увеличению энтропии. Это можно наблюдать не только в первых прокариотических клетках, образовавшихся в гидротермальных источниках, существующих в трещинах морского дна, но и в поведении животных в дикой природе. Майор Лоури приводит иллюстрацию волков, обнажающих клыки на потенциального похитителя их недавней добычи, чтобы показать, что кража ресурсов обойдется им выше, чем выгода, полученная от еды. Здесь волк проецирует силу, чтобы сохранить свои ресурсы. Следуя таким рассуждениям, стайные животные, такие как волки, должны создавать иерархию власти в своих сообществах, чтобы самый сильный волк, наиболее способный к эффективному проецированию силы, был накормлен и ему было позволено размножаться, чтобы стая могла иметь как можно больше возможностей проецирования силы для защиты ресурсов. Для этого волки должны физически сражаться между собой за доминирование. К сожалению, два волка будут сражаться до тех пор, пока один из волков не вонзит клыки в уязвимое место другого, чтобы доказать свое превосходство. Следовательно, физическая сила, необходимая для создания иерархии власти, может оказаться опасной и братоубийственной. Другие животные, такие как олени, используют свои рога в качестве оружия проецирования силы против других видов, что является безопасной конкуренцией внутри их вида, поскольку рога просто запутываются, когда они бодаются головами, без риска нанесения смертельных ран. Таким образом, олени разработали биологический метод управления внутренней властной иерархией с использованием физической силы со снижением риска братоубийства.

Майор Лоури выдвигает идею о том, что люди посредством языка и рассказывания историй развили форму абстрактной проекции силы в попытке организовать ресурсы без физического насилия. Однако Вселенная имеет тенденцию к увеличению энтропии, и для управления энергией ресурсов используется физическая энергия. Природа не признает управления ресурсами какими-либо иными способами, кроме физической энергии. Таким образом, люди застревают в проблемном цикле, в котором мы пытаемся организовать наши общества и ресурсы посредством абстрактной проекции силы, только для того, чтобы заставить их рухнуть под тяжестью своего пустого фундамента посредством проекции физической силы. К нашему понятному недовольству, постоянно происходят войны и революции как единственный естественный механизм организации ресурсов. Несмотря на мрачный анализ того, как люди веду свой образ жизни, майор Лоури вселяет надежду, что технологическая инновация энтропийного двигателя решит этот важнейший недостаток в организации наших обществ. Энтропийный двигатель – это средство управления ресурсами с использованием физической силы. Другими словами, он позволяет людям самоорганизовываться в соответствии с законами природы без необходимости кинетического насилия и братоубийства. Вместо взаимно гарантированного уничтожения посредством ядерной войны энтропийный двигатель обеспечивает взаимно гарантированную защиту, поскольку мы все будем использовать эту машину для одновременной защиты наших ресурсов и друг друга.

Заключение

Работа двигателя с распределенной энтропией основана на конкурентном производстве энтропии. Его пользователи могут максимально защитить свою собственность, используя машины, производящие наибольшую энтропию. Это экономически стимулирует и делает возможным использование ранее неиспользованных энергетических ресурсов Земли. Это также потенциально уменьшает нашу потребность в ведении войн ради приобретения ресурсов, поскольку позволяет нам конкурировать за ресурсы другими, более мирными способами. Этот энтропийный двигатель, Биткоин, ускоряет выполнение человеком своей космической цели – облегчения потока энергии во Вселенной. И все это делает общество более ресурсоемким, мирным и готовым к сотрудничеству. Если второй закон термодинамики неизбежен, что тогда такое Биткоин?

Это гостевой пост Сидни Брайта. Высказанные мнения являются его собственными и не обязательно отражают точку зрения BTC Inc. или Bitcoin Magazine.